手把手教你玩转直流电机双环PID调试-电子产品世界论坛
手把手教你玩转直流电机双环PID调试
直流电机速度位置双环控制简明教程
1.速度闭环控制
我们一般在速度闭环控制系统里面，使用增量式PI控制。而在我们的微处理器里面，因为控制器是通过软件实现其控制算法的，所以必须对模拟调节器进行离散化处理，这样它只需根据采样时刻的偏差值计算控制量。因此，我们需要使用离散的差分方程代替连续的微分方程。
假定采样时间很短时（我们的代码中是10ms），可做如下处理：
① 用一介差分代替一介微分；
② 用累加代替积分。
根据增量式离散PID公式
Pwm+=Kp[e(k)-e(k-1)]+Ki*e(k)+Kd[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]
e(k)：本次偏差
e(k-1)：上一次的偏差
e(k-2)：上上次的偏差
Pwm代表增量输出
在我们的速度控制闭环系统里面只使用PI控制，因此对PID控制器可简化为以下公式：
Pwm+=Kp[e(k)-e(k-1)]+Ki*e(k)
具体通过C语言实现的代码如下：
int&Incremental_PI&(int&Encoder,int&Target)
float&Kp=100,Ki=100; //PI参数由电机的种类和负载决定
static&int&Bias,Pwm,Last_
Bias=Encoder-T
//计算偏差
Pwm+=Kp*(Bias-Last_bias)+Ki*B
//增量式PI控制器
Last_bias=B
//保存上一次偏差
//增量输出
入口参数为编码器的速度测量值和速度控制的目标值，返回值为电机控制PWM。
第一行代码为PI参数的定义，PI参数在不同的系统中不一样，我们的代码中的PID参数，仅针对平衡小车之家的电机空载时调试得到。
第二行是相关内部变量的定义。
第三行是求出速度偏差，由测量值减去目标值。
第四行使用增量PI控制器求出电机PWM。
第五行保存上一次偏差，便于下次调用。
最后一行是返回。
在10ms定时中断里面调用该函数实现我们的控制目标：
Moto1=Incremental_PI(Encoder,Target_velocity);
Set_Pwm(Moto1);&&&&&&&//===赋值给对应MCU的PWM寄存器
具体请结合完整代码理解，我们的代码基于STM32F103C8控制器，但是把基于C语言的PID控制器部分剥离，并放在control.c里面，故对STM32不熟悉的同学依然可以使用记事本打开这个文件观看。
2.位置闭环控制
根据位置式离散PID公式
Pwm=Kp*e(k)+Ki*∑e(k)+Kd[e(k)-e(k-1)]
e(k)：本次偏差
e(k-1)：上一次的偏差
∑e(k)：e(k)以及之前的偏差的累积和;其中k为1,2,,k;
Pwm代表输出
在我们的位置控制闭环系统里面只使用PI控制，因此对PID控制器可简化为以下公式：
Pwm=Kp*e(k)+Ki*∑e(k)
具体通过C语言实现的代码如下：
int&Position_PI&(int&Encoder,int&Target)
float&Kp=15,Ki=0.01;
static&int&Bias,Pwm,Integral_
Bias=Encoder-T&&&&&&&&&&&&&&&&//计算偏差
Integral_bias+=B
//求出偏差的积分
Pwm=Kp*Bias+Ki*Integral_&&&&&&&//位置式PI控制器
return&P&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&//增量输出
入口参数为编码器的位置测量值和位置控制的目标值，返回值为电机控制PWM。
第一行代码为PI参数的定义，PI参数在不同的系统中不一样，我们的代码中的PID参数，仅针对平衡小车之家的电机空载时调试得到。
第二行是相关内部变量的定义。
第三行是求出速度偏差，由测量值减去目标值。
第四行通过累加求出偏差的积分。
第五行使用位置式PI控制器求出电机PWM。
最后一行是返回。
在10ms定时中断里面调用该函数实现我们的控制目标：
Moto1=Position_PI(Encoder,Target_position);
Set_Pwm(Moto1);&&&&&&&//===赋值给PWM寄存器
具体请结合完整代码理解。
3.速度位置双环控制
速度位置双环控制由以上两个控制器进行嵌套，具体原理不再细讲，只对核心代码进行讲解：
Encoder=Read_Encoder(2);
Position+=E
Moto1=Position_PI(Position,Target_position);
Moto1=Incremental_PI(Encoder,-Moto1);
第一行是通过M法测速获得电机速度。
第二行是通过累加求出速度的积分，也就是电机的位置信息。
第三行是位置外环控制器，求出控制输出量，作为速度内环的控制目标值。
第四行是速度内环。
因为双环控制过程较复杂，故给出其控制原理图如下：
附件所给的代码都经过测试，如果同学们测试的时候发现不能实现控制目标，请对调编码器的AB相。
笔者水平有限，有错误之处请批评指出,以上内容由平衡小车之家原创，转载或引用请注明出处。
来点干货，以下是相关的代码和原理图，取消了网盘链接，上传了附件，直接下载即可
下载附件：
关键词：&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
大赞 学习一下
赞一个，先mark了~
赞一个，学习了
不错不错，很好的学习资料。
点赞，学习。。。
让我感觉又学了一遍自控原理！！wonderful………
好东西，多谢楼主分享，学习了
这个经验分享真棒。
匿名不能发帖！请先 [
Copyright (C) 《电子产品世界》杂志社 版权所有伺服电机上的参数设置_百度知道
伺服电机上的参数设置
归纳一下，常用的大致为以下几类参数：功能选择：控制方式、停止方式等；伺服增益参数：位置增益、速度增益、刚性等；位置控制：PG分频、电子齿轮；转矩控制：扭矩限制；速度控制：速度指令输入、软启动；IO口参数设置；点位控制参数设置；通讯参数。
其他类似问题
7人觉得有用
为您推荐：
I值，模拟量控制，脉冲控制，是否抖动来设置参数，可以通过参数设置，主要用的有增益，控制方式，也可以从外部信号获得。还有电子齿轮比，限位方式，参数是有很多三种控制方式还可以切换，是否有异响，外部控制方式有IO点控制，在电机运行时可以根据电机状体，监控模式
您可能关注的推广
伺服电机的相关知识
等待您来回答
下载知道APP
随时随地咨询
出门在外也不愁PID参数的调节方法和图示 - STM32 - 意法半导体STM32/STM8技术社区
后使用快捷导航没有帐号？
查看: 9508|回复: 126
PID参数的调节方法和图示
主题帖子威望
高级会员, 积分 680, 距离下一级还需 320 积分
高级会员, 积分 680, 距离下一级还需 320 积分
该文档总结于以下两个博文：
为了更好的理解这个视频和PID参数的作用，特意根据多轴飞行器的原理和PID理论，编写了一个EXCEL图表，直观的来理解PID参数的作用。
在这个模型中：
1、假设输出是力，作用在一个质块上，使用加速度、速度、位移积分计算，评估输出对测量值产生的影响，跟多轴飞行器的运动模式比较接近。
2、让速度响应慢一个拍子，模拟电调和电机的响应滞后。
3、加入阻尼，模拟空气的衰减作用
4、引入偏差，用于体现I的作用，从中间加入，代表一个系统误差或外作用力
PID的作用概述：
1、P产生响应速度和力度，过小响应慢，过大会产生振荡，是I和D的基础。
2、I在有系统误差和外力作用时消除偏差、提高精度，同时也会增加响应速度，产生过冲，过大会产生振荡。
3、D抑制过冲和振荡，过小系统会过冲，过大会减慢响应速度。D的另外一个作用是抵抗外界的突发干扰，阻止系统的突变。
通过这个模型和图表，一步步演示PID参数的作用和调试方法：
1、逐步增大P，看P对响应速度和力度的影响，调到系统发生振荡，再减少一点P
当P=0.1时，响应很慢，但不会振荡
粗黑线是系统响应，洋红线是目标值。
逐步增大P，P=1，有振荡，但慢慢在衰减
继续增大P，P=3，振荡会逐步加大
取振荡但会衰减的P=1继续调整
在多轴调试时，当振荡发生时，再稍微减小一点P。
2、加入D，看D对振荡的控制能力，D过小会发生过冲，D过大会迟滞，以稍微有点过冲为最佳
D=0.5，有较大的过冲和少量振荡，衰减很快
D=1.3，基本没过冲
D=2，响应迟滞，减慢了响应速度
取以稍微有点过冲的D=1.3为最佳
在多轴调试时，用手拍一下机臂或倾斜启动，机臂在复位时有少量过冲为宜。（不过我喜欢基本没过冲时的参数，这样在悬停时更稳）
3、可以继续增大P和D，让响应更快但过冲也不大。
在理论上可以这样演示，但在实际多轴的调试时，这一步一般不做，这是为了更安全和稳定。
4、加入0.2的偏差，看偏差对位移的影响
从中间加入，代表一个外作用力。
可以看到，如果没有I的作用，偏差将一直存在，尽管P产生了一个抵抗力，但只是阻止了系统继续运动，但偏差一直在。
在多轴调试时，如果持续的抬起一个机臂，机臂会持续的转动，抵抗力很小，放手后也不会回复。
5、加I,看I对偏差的修正能力，I加快了响应速度，但也会导致过冲或振荡
I=0.3 基本可以消除偏差产生的影响，产生了少量过冲，但提高了在有偏差时系统的精度
I=3 进一步加快响应速度，但产生了振荡
取基本能纠正偏差的I=0.3
在多轴调试时，油门开至悬停油门，用手持续的抬起一个机臂，可以感到随着I的增加，抵抗力会逐步增大，持续时间加长。
因为多轴的长期稳定由姿态模式的LEVEL参数来解决，所以I不用太大，取缺省参数就可以了，大概可以抵抗1-2秒左右。
6、增大一点D，减小一点I产生的过冲
取消偏差，因为I的加入，有一点过冲
增大D，D=2.2，减小过冲
在实际多轴调试时，这一步一般不用，但是如果有必要，可以试一下。
好了，曲线演示完了，这同时也是多轴PID参数的调试过程，结合视频一起看，能更好的理解这一过程，希望对大家理解PID有所帮助。
附：多轴飞行器PID调试演示器.xls
另外，试了一下，下载的文件名可能有问题，自己把文件名改为&多轴飞行器PID调试演示器.xls&就可以用了
PID的代码其实也很简单，主要是要了解其中的原理，才能更好地调整参数。为了方便新手们理解，楼主建立了一个数学模型来让大家了解。（只针对新手，老手就算了)
========圆点博士小四轴之PID控制模式分析=======
PID控制的P是Proportional的缩写, 是比例的意思，I是Integral的缩写，是积分的意思，D是Derivative的缩写，是微分的意思。所以，PID就是我们常说的比例，积分，微分控制。
我们首先来看一个PID控制模型曲线图：
该图包含了比例控制，比例+积分控制，比较+积分+微分控制的电机响应图的对比。
13:22 上传
下面我们对曲线进行具体分析：
PID中的比例控制是最容易理解的，比例控制就是把角度的误差乘以一个常数作为输出驱动。假定我们有一个理想模型的电机，1V电压的变化会带来小四轴1度的角度改变。假定现在电机控制电压是5V,小四轴在某一轴上的偏角是5度，目标角度是100度。我们把当前的电压量定义为Vin,把输出控制量定义为Vout。假定P等于0.2，那么比例控制的结果就是：
第一次：Vout=Vin+(100-5)*P=5V+19V=24V，得到电机电压是24V，对应的小四轴角度是24度,距离目标角度的误差是100-24=76度。
第二次：Vout=Vin+(100-24)*P=24V+15V=39V, 从而引起的角度是39度。
我们看到，在这么的一个比例控制系统下，小四轴角度在慢慢地向目标角度靠近。
PID中的积分控制就是把把所有角度误差相加起来，然后乘上一个常数作为输出驱动。在上述例子中，假定I=0.2, 我们来看看比例和积分控制同时起作用下的系统反应。
第一次：Vout=Vin+(100-5)*P+(100-5)*I=5V+19V+19V=43V，这时候小四轴角度为43度。
由于第一次控制前的误差是100-5=95,第二次控制前的误差是100-43=57，所以积分结果是152。
第二次：Vout=Vin+(100-43)*P+((100-5)+(100-43)）*I=43V+11V+30V=84V, 这时候小四轴角度变为84度。
第三次：Vout=Vin+(100-84)*P+((100-5)+(100-43)+（100-84））*I=84+3V+33V=120V。这时小四轴角度变为120度。
我们看到，在增加了积分控制后，小四轴角度在快速向目标角度靠近。
PID中的微分控制就是把角度的变化乘上一个常数来作为电机驱动输出。在上述例子中，假定D=0.2, 我们来看看比例,积分和微分共同控制下的系统反应。假定第一次前，电机转速保持5转，那么第一次前的角度变化为0。
第一次：Vout=Vin+(100-5)*P+(100-5)*I-（5-5）*D=5V+19V+19V-0V=43V，这时候小四轴角度为43度。
和上一次相比，角度从5度变化到了43度，所以小四周角度变化是43-5=38度。
第二次：Vout=Vin+(100-43)*P+((100-5)+(100-43)）*I-（43-5）*D=43V+11V+30V-7V=77V, 这时候小四周角度77度。
把上述的计算结果列出来，我们看到：
13:23 上传
从上面的数据，我们可以看到：
1，单独比例控制的时候，数据慢慢接近目标 （图表中的红色线）
2，加入积分控制之后，数据快速接近目标 （图表中的蓝色线）
3，微分控制起到抑制变化的作用。（图表中的绿色线）
有了这些理论基础，就可以写PID控制代码拉。
15:49 上传
点击文件名下载附件
23.06 KB, 下载次数: 660
主题帖子威望
中级会员, 积分 341, 距离下一级还需 159 积分
中级会员, 积分 341, 距离下一级还需 159 积分
主题帖子威望
金牌会员, 积分 2767, 距离下一级还需 233 积分
金牌会员, 积分 2767, 距离下一级还需 233 积分
xxxx.png (379 Bytes, 下载次数: 0)
17:11 上传
主题帖子威望
金牌会员, 积分 2767, 距离下一级还需 233 积分
金牌会员, 积分 2767, 距离下一级还需 233 积分
ddddd.png (1.11 KB, 下载次数: 0)
17:12 上传
主题帖子威望
论坛元老, 积分 3819, 距离下一级还需 9996180 积分
论坛元老, 积分 3819, 距离下一级还需 9996180 积分
学习一下。。。。。
主题帖子威望
论坛元老, 积分 3839, 距离下一级还需 9996160 积分
论坛元老, 积分 3839, 距离下一级还需 9996160 积分
主题帖子威望
论坛元老, 积分 3839, 距离下一级还需 9996160 积分
论坛元老, 积分 3839, 距离下一级还需 9996160 积分
最近正在弄
主题帖子威望
论坛元老, 积分 3770, 距离下一级还需 9996229 积分
论坛元老, 积分 3770, 距离下一级还需 9996229 积分
学习下，小车必备
主题帖子威望
金牌会员, 积分 1157, 距离下一级还需 1843 积分
金牌会员, 积分 1157, 距离下一级还需 1843 积分
多谢，学习了~~~~~~~~
主题帖子威望
高级会员, 积分 731, 距离下一级还需 269 积分
高级会员, 积分 731, 距离下一级还需 269 积分
非常给力，顶一顶。。。
站长推荐 /2
即日起报名参加STM32研讨会有机会获得STM32开发板和千元实物大奖！现场直播研讨会的网友还能获得ST定制大礼，更有终极神秘事揭晓！>>报名参加
即日起，ST面向全球征集STM32解决方案，其中优秀项目将有机会作为参考案例在ST官网展示，同时还将携手ST共赴线下展会，与全球技术大牛一较高下。
Tel: 3-8056
备案号: 苏ICP备号-2
Powered by　　负作用：还是这个水池，我们把出水量固定不变，而依靠调节进水量来调节水池水位。那么如果水池水位增高，就需要关小进水量。对于PID调节器来说，输出随着被调量的增高而降低的作用叫做负作用。
　　动态偏差：在调节过程中，被调量和设定值之间的偏差随时改变，任意时刻两者之间的偏差叫做动态偏差。简称动差。
　　静态偏差：调解趋于稳定之后，被调量和设定值之间还存在的偏差叫做静态偏差。简称静差。
　　回调：调节器调节作用显现，使得被调量开始由上升变为下降，或者由下降变为上升。& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 2-2 P－－-比例作用趋势图的特征分析前面说过，所谓的P，就是比例作用，就是把调节器的输入偏差乘以一个系数，作为调节器的输出。
　　一般来说，设定值不会经常改变，那就是说：当设定值不变的时候，调节器的输出只与被调量的波动有关。那么我们可以基本上得出如下一个概念性公式：
　　输出波动=被调量波动*比例增益注意，这只是一个概念性公式，而不是真正的计算公式。咱们弄个概念性公式的目的在于：像你我这样的聪明人，不屑于把精力用在考证那些繁琐的公式上面，我们关注什么呢？我们关注的是公式内部的深层含义。呵呵。我们就来努力挖掘它的深层含义。
　　通过概念性公式，我们可以得到如下结论，对于一个单回路调节系统，单纯的比例作用下：
　　输出的波形与被调量的波形完全相似。
　　纯比例作用的曲线判断其实就这么一个标准。一句话简述：被调量变化多少，输出乘以比例系数的积就变化多少。
　　为了让大家更深刻理解这个标准，咱们弄几个输出曲线和被调量曲线的推论：
　　1、 对于正作用的调节系统，顶点、谷底均发生在同一时刻。
　　2、 对于正作用的调节系统，被调量的曲线上升，输出曲线就上升；被调量曲线下降，输出曲线就下降。两者趋势完全一样。
　　3、 对于负作用的调节系统，被调量曲线和输出曲线相对。
　　4、 波动完全一致。
　　5、 只要被调量变化，输出就变化；被调量不变化，不管静态偏差有多大，输出也不会变化。
　　上面5条推论很重要，请大家牢牢记住。记住不记住其实没有关系，只要你能把它溶化在你的思想里也行。
　　那我出个思考题：
　　1、 被调量回调的时候，输出必然回调么？
　　2、 被调量不动，设定值改变，输出怎么办？
　　3、 存在单纯的比例调节系统么？
　　4、 纯比例调节系统会消除静差么？
　　第一条回答：是。
　　第二条回答：相当于被调量朝相反方向改变。你想啊，调节器的输出等于输入偏差乘以一个系数，设定值改变就相当于设定值不变被调量突变。对吧？
　　第三条回答：是。在电脑出现之前，还没有DCS，也没有集中控制系统。为了节省空间和金钱，对于一些最简单的有自平衡能力的调节系统，比如水池水位，就用一个单纯的比例调节系统完成调节。
　　第四条回答：否。单纯的比例调节系统可以让系统稳定，可是他没有办法消除静态偏差。那么怎么才能消除静态偏差呢？依靠积分调节作用。
　　2-3 I && 纯积分作用趋势图的特征分析I就是积分作用。
　　一句话简述：如果调节器的输如偏差不等于零，就让调节器的输出按照一定的速度一直朝一个方向累加下去。
　　积分相当于一个斜率发生器。启动这个发生器的前提是调节器的输如偏差不等于零，斜率的大小与两个参数有关：输入偏差的大小、积分时间。
　　在许多调节系统中，规定单纯的比例作用是不存在的。它必须要和比例作用配合在一起使用才有意义。我不知道是不是所有的系统都有这么一个规定，之所以说是个规定，是因为，从原理上讲，纯积分作用可以存在，但是很可能没有实用意义。这里不作过分的空想和假设。为了分析方便，咱们把积分作用剥离开来，对其作单纯的分析。
　　那么单纯积分作用的特性总结如下：
　　1、 输出的升降与被调量的升降无关，与输入偏差的正负有关。
　　2、 输出的升降与被调量的大小无关。
　　3、 输出的斜率与被调量的大小有关。
　　4、 被调量不管怎么变化，输出始终不会出现节跃扰动。
　　5、 被调量达到顶点的时候，输出的变化趋势不变，速率开始减缓。
　　6、 输出曲线达到顶点的时候，必然是输入偏差等于零的时候。
　　看到了么？纯积分作用的性质很特别。你能根据一个被调量波动波形，画出输出波形么？如果你能画正确，那说明你真正掌握了。
　　一般来说，积分作用容易被初学者重视，重视是对的，因为它可以消除静态偏差。可是重视过头了，就会形成积分干扰。先不说怎么判断，能认识图形是最重要的。
　　2-4 D && 纯微分作用趋势图的特征分析D就是微分作用。单纯的微分作用是不存在的。同积分作用一样，我们之所以要把微分作用单独隔离开来讲，就是为了理解的方便。
　　一句话简述：被调量不动，输出不动；被调量一动，输出马上跳。
　　根据微分作用的特点，咱们可以得出如下曲线的推论：
　　1、 微分作用与被调量的大小无关，与被调量的变化速率有关；2、 与被调量的正负无关，与被调量的变化趋势有关；3、 如果被调量有一个，就相当于输入变化的速度无穷大，那么输出会直接到最小或者最大；4、 微分参数有的是一个，用微分时间表示。有的分为两个：微分增益和微分时间。微分增益表示输出波动的幅度，搏动后还要输出回归，微分时间表示回归的快慢。见图三，KD是微分增益，TD是微分时间。
　　5、 由第4条得出推论：波动调节之后，输出还会自动拐回头。
　　都说微分作用能够超前调节。可是微分作用到底是怎样超前调节的？一些人会忽略这个问题。合理搭配微分增益和微分时间，会起到让你起初意想不到的效果。
　　比例积分微分三个作用各有各的特点。这个必须要区分清楚。温习一下：
　　比例作用：输出与输入曲线相似。
　　积分作用：输入有偏差输出才变化。
　　微分作用：输入有抖动输出才变化，且会猛变化。
　　2-5比例积分作用的特征曲线分析彻底搞清楚PID的特征曲线分析后，我们再把PID组合起来进行分析。大家作了这么久的枯燥分析，越来越接近实质性的分析了。
　　比例积分作用，就是在被调量波动的时候，纯比例和纯积分作用的叠加，简单的叠加。
　　普通的维护工程师最容易犯的毛病，就是难以区分波动曲线中，哪些因素是比例作用造成的，哪些因素是积分作用造成的。要练就辨别的功夫，咱还是要费些枯燥的时间，辨认些图吧。友情提示：这么枯燥的看图说话，可能是最后一个了。胜利在望啊朋友们。
　　只要比例作用不是无穷大，或是积分作用不为零，从t2时刻开始，总要有一段时间是积分作用强于比例作用，使得Tout继续升高。然后持平（t3时刻），然后降低。
　　在被调量升到顶峰的t5时刻，同理，比例作用使Tout也达到顶点（负向），而积分作用使得最终Tout的顶点向后延时（t6时刻）。
　　从上面的分析可以看出：判断t6时刻的先后，或者说t6距离t5的时间，是判断积分作用强弱的标准。
　　一般来说，积分作用往往被初学者过度重视。因为积分作用造成的超调往往被误读为比例作用的不当。
　　而对于一个很有经验的整定高手来说，在一些特殊情况况下，积分作用往往又被过度漠视。因为按照常理，有经验的人往往充分理解积分作用对静态偏差的作用，可是对于积分作用特殊情况下的灵活运用，却反而不容易变通。
　　2-6 整定参数的几个原则我们首先要把复杂的问题简单化，简单化有利于思路清晰。那么怎样孤立简化呢？
　　1、 把串级调节系统孤立成两个单回路。把主、副调隔离开来，让一个参数迟钝，观察另一个参数。这个参数确定后，再设置剩下一个；2、 把相互耦合的系统解耦为几个独立的系统，在稳态下，进行参数判断。让各个系统之间互不干扰，然后再考虑耦合；3、 把P、I、D隔离开来。先去掉积分、微分作用，让系统变为纯比例调节方式。然后再考虑积分，然后再考虑微分。
　　在学习观察曲线的时候，要学会把问题简单化，孤立看待系统；在分析问题的时候，要既能够全面看待问题，也能够孤立逐个分析。咱们下面讨论如何整定参数的时候，也是先要把参数孤立起来看待的。
　　2-8 整定比例带整定参数要根据上面提到的孤立分析的原则，先把系统设置为纯比例作用。也就是说积分时间无穷大，微分增益为0。
　　最传统、原始的提法是比例带。比例带是输入偏差和输出数值相除的差。比例带越大，比例作用越弱。据说美国人喜欢直来直去，他们提出一个比例增益的概念，就是说比例作用越强，比例增益也就越大。具体的做法就是比例增益等于比例带的倒数。
　　整定比例作用比较笨的办法，逐渐加大比例作用，一直到系统发生等幅震荡，然后在这个基础上适当减小比例作用即可，或者把比例增益乘以0.6~0.8。
　　不过上述方法是有一点点风险的。有的系统不允许设定值偏差大，初学者要想明显地看出来什么是等幅震荡，就有可能威胁系统安全。并且，在比例作用比较弱的时候，波动曲线往往也是震荡着的，有人甚至会把极弱参数下的波动当成了震荡，结果是系统始终难以稳定。
　　那么到底怎么判断震荡呢？一般来说，对于一个简单的单回路调节系统，比例作用很强的时候，振荡周期是很有规律的，基本上呈正弦波形状。而极弱参数下的波动也有一定的周期，但是在一个波动周期内，往往参杂了几个小波峰。根据这个我们几乎大致可以判断比例作用了。
　　注意我的用词，&几乎大致&。是的，仅仅这样我们也不能完全确定比例作用一定是强是弱。有的系统也不允许我们这样折腾。还有没有办法？
　　2-9 整定积分时间前面咱们已经说过，积分作用最容易被人误解。一个初学者往往过分注重积分作用，一个整定好手往往又漠视积分作用。咱们先对初学者说怎么认识积分作用。
　　对于主调来说，主调的目的就是为了消除静态偏差。如果能够消除静态偏差，积分作用就可以尽量的小。
　　在整定比例作用的时候，积分作用先取消。比例作用整定好的时候，就需要逐渐加强积分作用，直到消除静差为止。
　　我们需要注意的是：一般情况下，如果比例参数设置不合理，那么静差也往往难以消除。在没有设置好比例作用的时候，初学者往往以为是积分作用不够强，就一再加强比例作用，结果造成了积分的干扰。
　　一个推理：积分作用和比例作用是相对的。当比例作用强的时候，积分也可以随之增强；比例作用弱的时候，积分也必须随之下调。积分作用只是辅助比例作用进行调节，它仅仅是为了消除静态偏差。
　　2-10 整定微分作用微分作用比较容易判断，那就是PID输出&毛刺&过多。
　　一般来说，微分作用包含两个参数：微分增益和微分时间。实际微分环节在前面已经说过。图4就是实际应用中的微分环节。
　　其实理想的微分环节并不是这样的。当阶跃扰动来临的时候，理想微分环节带来的调节输出是无穷大的。
　　微分为什么具有超前调节作用？
　　1、波动来临时，不管波动的幅度有多大，只要波动的速度够大，调节器就会令输出大幅度调整。也就是说，波动即将来临的时候，波动的征兆就是被调量的曲线开始上升。对于比例和积分作用来说，开始上升不意味着大幅度调节；对于微分作用来说，开始上升就意味着调节进行了，因为&开始&的时候，如果速度上去了，输出就可以有一个大幅度的调整。这是超前调节的作用之一。见图6的T8时刻。
　　2、波动结束后，如果调节器调节合理，一般被调量经过一个静止期后，还会稍微回调一点。在被调量处于静止期间，因为微分时间的作用，不等被调量回调，调节器首先回调。这是微分的超前作用之二。见图6的T7时刻。
　　在微分增益增大的时候，一定要考虑到微分时间的调整。否则调节曲线上会有很多毛刺。毛刺直接影响到执行机构的频繁动作，一般来说，它是有害的。
　　有的系统把微分作用分出调节器以外。比如火电厂主汽温度控制，许多厂家用了&微分导前调节&。所谓的&微分导前&，就是把微分分出调节器，专门对温度前馈量进行微分运算，然后把运算的结果叠加到PID的输出，去控制执行机构。
　　2-11 比例积分微分综合整定一个精通参数整定的人，在具体草整定参数的时候，要熟悉系统工艺原理，更要熟悉系统操作。对待一个复杂系统如何操作的问题，整定参数的人甚至比专业的运行操作员更知道怎么操作，比他们更熟练的进行手工干扰。因为只有我们知道怎样操作是正确的，才能够知道PID发出的指令是否正确的，才能够知道怎样修改PID参数。另外，运行操作员往往抱着一种急切的心理，看到被调量偏差大，恨不得一下子调正常。心情可以理解，往往偏离了正常的调节方法。我们除了要整定参数外，有时候还要担负运行操作讲解员的责任。虽然在整体系统上我们不如他们，但是具体操作上，我们的理解有比他们强的地方。互相沟通才能共同进步，才能搞好系统。
　　同时，对于系统工艺操作的理解，对于实际发生的各种干扰问题，运行操作员又比我们更熟悉。所以，我们还要虚心向他们请教。系统发生了波动，到底是什么原因造成的？什么因素之干扰的主要因素？怎样操作弥补？了解清楚之后，再加上我们的分析，才能得到最真实的资料。
　　我们要记住：沟通是双向的。
　　切入正题，说说综合整定。
　　假设有一个水池，上面一个进水管下面一个排水管。进水管的流量不大确定，有时候稳定，有时候有波动。我们要调节排水阀的开度来调整水池水位。如果水位高，我们要开排水阀放水。如果我们想要迅速平抑水位，那就要大开排水阀。大开排水阀造成水位急剧降低，这时候我们该怎么办？水位急剧降低表明排水阀开过度了，也就是比例带过小，水位急剧降低需要我们稍微关闭排水阀，否则水位按照目前降低的速度来看，有可能造成水位过低。那么，关闭排水阀属于比例带的调节作用。为什么？我们还记得么？比例作用趋势图的特征是：输出曲线和被调量是相似形。我们这里调节器是正作用，那么水位急剧降低，我们的排水阀也应该急剧关闭。
　　比例先生比较规矩，干事情循规蹈矩，他的行为准则是一切跟着偏差走。他总是看偏差的脸色行事，设定值不变的情况下，也就是看被调量的脸色了。被调量怎样走，他就怎样走，一点都不知道变通。太不浪漫了。我们这个系统还有积分作用存在。积分女士比较自私，眼光也短，比例作用总说她不顾全大局。她说：我不管你什么大局小节，只要偏差存在我就要一直积下去。 问题出来了：水位急剧降低，需要稍微关闭排水阀才能抑制水位降低的速度，可是积分女士这时候因为偏差大，反而更加起劲的要开排水阀。头疼！
　　作为调节器统揽全局的你该怎么办？你要权衡两者的作用。水位急剧降低，说明了比例过强，你要批评比例先生，让他再谨慎点，让比例带大点。积分小姐也别得意，你也有问题。你的问题在于不顾大局，水位都恁低了你还要开，你的积分时间也要大点。
　　比例先生和积分小姐的意见一综合叠加，决定：如果水位下降太慢，积分就再开点也无妨；如果下降得快，比例先生可要发挥作用；如果不算快也不算慢，两个意见相加的结果抵消，喔，我也不知道该咋办了，等形势明朗了再决定，现在静观待变。
　　水位急剧下降，你决定让排水阀稍微关闭，水位下降势头得到抑制，水位保持在低于设定值的位置不变了，迟迟看不到水位变化，怎么办？
　　积分小姐，别矜持了，逐渐关闭些，一直等到水位达到目标才行。如果积分增益太小，你就需要增加积分增益了。
　　积分小节慢吞吞的行使职责，这时候坏了！进水管突然捣蛋，进水阀门虽然没有开，可是进水流量不知道为什么突然增加，眼看着水位蹭蹭蹭往上窜。
　　急什么，比例，快点开，你要跟着水位的升高而升高。
　　积分小姐也跟着使劲，因为这时候水位高于设定值了。
　　正当大家手忙脚乱的调整的时候，突然进水阀流量又减小了，水位又急着降低！急得比例积分满头大汗，那个乱啊！一边抱怨：都怪那个捣蛋鬼进水流量，他一直折腾我们！
　　对啊！我要监视捣蛋鬼！把捣蛋鬼纳入监听，只要他增加，排水阀别管比例积分说什么，只管开&&哦不&&在比例积分的面子还是要给的，在他们命令的基础上再额外增加一个开度！瞧，前馈是个好办法。
　　这时候我们的系统改变了，由一个司令部变成了两个：串级调节系统诞生了。
　　还有人说不。为了精兵简政，不要后面的司令部，后面弄个加法块咋样？
　　前面的司令部不答应，他不是不要权力，而是跟踪让他手忙脚乱。
　　跟踪为了告诉司令部现在前方部队&&阀门开到什么位置了。在司令部休息的时候（手动状态），司令部掌握前方部队的位置，一旦司令部工作起来（自动状态），司令部只要告诉前方部队在现在的位置上增加或者减少多少就可以了。
　　可是因为司令部后面有个加法块捣乱，司令部得到的始终是加后值。司令部由休息转到工作的时候，就会出现工作失误，一直循环叠加，会出问题的。
　　所以还是要俩司令部的好。
　　那个谁，第二个司令部，就不给你配备女秘书了。你别管水位高低，不要无差调节，你要积分也没啥用。
　　突然，前馈尖兵报告：等我知道消息已经晚了，水量已经大幅度波动了。
　　这时候即使叠加了前馈调节，调节效果还是不明显。要是能够提前知道捣蛋鬼的动作就好了。前馈尖兵回答：进水管太孬了，前面几十米弯弯曲曲，没办法设立监听站。
　　怎么办呢？
　　一旁有个诗人含酸带醋的，幽幽的道：唉！漫漫长夜，悠悠我心。世无伯乐，沉吟至今&&这个诗人叫做微分。
　　抱歉，冷落微分很久了。
　　把微分放在前馈尖兵上，效果马上好转。因为诗人有点神经质，前馈没有波动的时候他趴着不动弹，一有波动他马上就跳起来，吓得司令部赶紧进行调节，扰动得到了有效的遏制。
　　调节效果好了，第一司令部有意见了。他说：给我施加点压力吧，我要上进，后面那个司令部就取消了，好么？
　　可以取消了。因为我们看：微分这个诗人虽然浪漫，可是有点懒。前馈有变化的时候，他动作很积极，前馈不变的时候，他赖着不动了。
　　运行操作员在投自动的时候，都是系统稳定的时候。这时候捣蛋鬼没有捣蛋，微分诗人在发呆，前方司令部的跟踪的结果就是排水阀的开度。
　　这时候如果取消第二司令部，用加法块，完全可以。诗人打盹的时候，第一司令部的命令没有被篡改。
　　恩，这就是微分导前调节系统。
　　你一定对诗人刮目相看了吧？你想要微分发挥更大作用么？那你就给水位增加个微分试试？不行的。进水掉下来，砸到水池里，水位本来就上下波动，诗人这时候的神经质发作了，他让你的司令部一刻不停的发布命令，让排水阀忽关忽开。
　　前敌执行官排水阀叫林彪，他向司令部打报告：这是在走弓背路，乱指挥，我建议更换司令，让有能力的人来干，否则我就罢工！
　　2-12 自动调节系统的质量指标教科书里说的指标早就忘了，相关规定里面说的指标也没工夫细看。根据我的经验，这几个指标需要重视：
　　1、衰减率：大约为0.75最好。好的自动调节系统，用俗话说&一大一小两个波&最好。用数学方法表示出来，就是合适的衰减率。
　　2、最大偏差：一个扰动来临之后，经过调节，系统稳定后，被调量与设定值的最大偏差。一个整定好的稳定的调节系统，一般第一个波动最大，因为&一大一小两个波&，后面就趋于稳定了。如果不能趋于稳定，也就是说不是稳态，那就谈不上调节质量，也就无所谓最大偏差了。
　　3、波动范围：顾名思义，没必要多说。实际运行中的调节系统，扰动因素是不断存在的，因而被调量是不断波动着的，所以波动范围基本要达到一个区间。
　　4、执行机构动作次数。动作次数决定了执行机构的寿命。这里说的执行机构不光包括执行器，还包括调节阀门。执行机构频繁动作不光损坏执行器，还会让阀门线性恶化。下一节会更加详细的予以说明。
　　5、稳定时间：阶跃扰动后，被调量回到稳态所需要的时间。稳定时间决定了系统抑制干扰偶的速度。
　　2-13 整定系统需要注意的几个问题1、 执行机构动作次数：
　　执行机构动作次数不能过频，过频则容易烧坏电机。动作次数与比例积分微分作用都有关系。一般来说，合适的比例带使得系统波动较小，调节器的输出波动也就小，执行器波动也少；积分的章节已经说过：如果输入偏差不为零，积分作用就会让输出一直向一个方向积下去。积分过强的话，会让执行器一次只动作一点，但是频繁地一点点向一个方向动作；微分作用会让执行器反复波动。
　　一般来说，国产DKJ系列的执行器的电机耐堵转特性较好，其它性能不一。电机在刚得电动作的时候，大约是正常运转电流的5-10倍。电机频繁动作很容易升温，从而烧坏电机。另外对执行机构的传动部件也有较大磨损。
　　一般来说，不管对于直行程还是角行程，对于国产还是进口，对于智能还是简单的执行器，动作次数不大于10次/分钟。对于一些进口执行器，尤其是日本的，次数还要减少。
　　对于执行机构是变频调节的（这里是说纯变频调节，而不是指执行机构采用变频电机），可以让参数快点，因为始终处于运行状态。需要注意的是，变频器转速线性不能太陡，否则变频器输出电流大幅度变化，影响变频寿命。
　　2、 PID死区问题：
　　为了减少执行器动作次数，一般都对PID调节器设置个死区。在&死区内，都认为输入偏差为0。当超过死区后，输入偏差才从0开始计算。死区可以有效减少执行器的动作次数。但是死区过大的话又带来了新的问题：调节精度降低，对于一般的调节系统，不要求调节精度过高，精度高意义也不大。
　　提高死区降低精度的同时，也会降低调节系统稳定性。因为它造成了调节滞后。这一点不大容易被人理解。附图8表明了死区过带大来的调节滞后。
　　对于串级调节系统，主调的死区可以降低甚至取消。设置副调的死区就可以降低执行机构的动作次数了。
　　3、 裕度问题：
　　调节系统要有一个合适的调节裕度。如果执行机构经常处于关闭或者开满状态，那么调节裕度就很小，调节质量就受到影响。一般来说&&都无数个&一般来说&了，谁让现场情况复杂，咱们不能把话说绝了呢&&阀门在80%以上，流量已经达到最大，所以执行机构经常开度在80%也可以说裕度减小了。
　　这里所说的阀门，包括了各种调节工质流量的机构，包括阀门、泵的调速部分等。在第三章中，咱们专门要说一下执行机构的种类。
　　4、 通流量问题：
　　调节阀门的孔径都是经过严格计算的。不过也存在计算失误的时候。通流量过大，执行机构稍微动作一点就可能发生超调；反之执行机构大幅度动作还不能抑制干扰。所以这个问题也是个重要问题。如果通流量不合适，有些系统甚至不可能稳定运行。
　　通流量过大，静态偏差不能到零、系统难以达到理想稳态的现象。
　　5、 空行程问题在一定的开度内，调节器输出有变化，执行器也动作了，可是阀门流量没变化，这属于空行程问题。空行程有是执行其产生的，也有法门产生的。一般的机构都存在这个问题。空行程一般都比较小，可以忽略。可是如果过大，就不得不要重视这个问题了。
　　解决空行程的办法有很多，一般都在DCS内完成。当然，如果执行器和阀门能够解决的，要以硬件解决为主。
　　6、 线性问题一般来说阀门开度与流量的关系都成平滑的线性关系。如果阀门使用时间长，或者阀门受到损伤，线性就会改变。线性问题可以有多种解决办法，既有参数整定的，也有控制策略的。当然最根本的解决办法在于对线性恶化的治理。如果是比较贵重的调速泵线性恶化，难以治理更换，那只好从调节系统寻找解决办法了。
　　还有个在火电厂中普遍存在的问题：减温水调节阀的线性恶化。这基本上是个顽疾。因为减温水调节阀动作频繁，经常在完全关闭和打开之间反复波动，相当多的电厂减温水阀门线性都很不好，而且还伴随着空行程偏大。两个问题加起来，给自动调节带来很大的困难。
　　7、 耦合问题一个调节系统或者执行机构的调节，对另一个系统产生干扰互相干扰，或者是两个调节系统间互为干扰，产生直接耦合。解耦的办法是先整定主动干扰的调节系统，再整定被动系统。也可以在主动干扰的输出乘以一个系数，作为被动干扰的前馈。
　　还有一种间接耦合。这个现象在协调控制中比较明显：负荷与汽压的关系是互为耦合。解决问题的办法有两种：一种是互为修正前馈，这个解决办法的应用比较普遍，效果不是太好；更有效的办法是整定参数，效果要比前者优越得多，抗干扰能力也很大，可惜擅长此道的人太少。如果有人有这方面的意愿，可以找我联系。
　　上述的七个问题，真正能够解决的不多。除下第三、四条无法用参数解决只能用参数缓解以外，其它问题都可以通过控制策略、甚至仅仅靠整定参数就可以解决。我说句这句话真正相信的人不多，可是我就是这样解决的。衡量一个人整定参数的水平就是看能不能解决复杂问题。举个例子：
　　我公司锅炉蒸发量430吨/小时。我们的给水执行器平均每2分钟动作1次。
　　一次发生意外，左侧主汽门突然关闭，蒸汽流量瞬间下降100吨/小时，负荷由130MW下降到80mw，蒸汽压力下降1MPa。而汽包水位自动没有退出，波动范围是-49mm~73mm，设定值是39mm。而我们的控制策略就是很简单很普遍的三冲量调节系统，没有做任何修改。
　　2-14 整定参数的几个认识误区1、 对微分的认识误区认为微分就是超前调节，如果被调量或者测量值有滞后，就要加微分。微分是有超前调节的功能，但是微分作用有些地方不能用：测量值存在不间断的微小波动的时候。尤其是水位、气压测量，波动始终存在，我们一直在考虑呢，再加个微分，就会造成调节干扰。不如不要微分。
　　2、 对积分的认识误区有些人发现偏差就要调积分，偏差存在有可能是系统调节缓慢，比例作用也有可能影响，如果积分作用盖过了比例作用，那么这个系统就很难稳定。
　　咱们上面说过：初学者容易强调积分作用，熟练者容易忽略积分作用。不再赘述。
　　3、 对耦合系统中，超前调节的认识误区对于耦合系统，不管初学者熟练者都容易考虑一个捷径：增加前馈调节。这个问题甚至搞自动控制的老手都容易犯，毕竟捷径谁都想走。比如众所周知的协调控制，经典控制法中，就有负荷和汽压互为前馈的控制策略设计。这个方法也不为错，但是更普适更好的方法是一种整定参数的思想，参数设置合理的话这个前馈画蛇添足。
　　要积极探讨各种控制办法。
　　4、 反馈过强复杂调节系统中，前馈信号和反馈信号过强的话，会造成系统震荡，所以调解过程中不仅仅要注意PID参数，还要注意反馈参数。
　　尤其在汽包水位三冲量调节系统中，蒸汽流量和给水流量的信号都要经过系数处理。有些未经处理的系统，在负荷波动的时候，就要退掉自动，否则会发生震荡的危险。
　　5、 死搬标准，强调个别指标教科书里，自动调节系统需要关注的指标有很多。这些指标都有助于自动调节系统的整定。但是自动好不好，不要硬套指标。最应关注的有两个指标：被调量波动范围、执行机构动作次数，其他都不是最必要的。
　　曾经有一次，我帮助一个电厂整定自动调节系统。快要结束的时候，对方专工说：按照国家制定的自动调节系统调试标准，在多大干扰的情况下，系统恢复稳定的时间要小于若干分钟。我说按照这个标准，调节系统可能会发生震荡。对方说震荡没关系，只要能达到国家标准就可以。我重新整定系统后完全可以达到这个标准，可是再强调系统存在震荡的可能&&大干扰情况下难以稳定&&半个月后，这个参数下，该执行器烧坏。
　　6、 改变设定值以抑制超调频繁改变设定值是干扰自动调节。尤其减温水调节系统，没有必要依靠改变设定值来抑制超调。那么什么情况下，需要人为干扰呢？
　　在系统输出长时间最大或者最小的时候，说明达到了积分饱和，需要退出系统，然后再投即可。
　　7、 主调快还是副调快？因系统而定，因参数而定。常规参数：主调的比例弱，积分强，以消除静差；副调的比例强，积分弱，以消除干扰。不绝对。
　　2-15 其它先进自动控制方式在PID调节诞生后，取得了很好的应用效果。PID调节迅速普及。但是，现实总是复杂的。它不像牛顿三大运动定律一样，一旦发布，就会看到手边所有的物质都遵循这个规律&&除非你用显微镜才可得到的微观世界，和用望远镜才能看清楚的宏观星际。牛顿只是发现了他们活动的普遍规律。自动控制可不是这么简单，工程应用中，总会冒出各种各样的问题。我也不敢说，在电厂什么系统我都能快速解决。我只可以说能够在较短时间内总结出规律，然后想办法克服。
　　为了适应各种复杂情况，自动调节的先驱们也在不断的总结经验，不断的探索。
　　1985年，1月，国际电气与电子工程师学会（IEEE）在美国纽约召开了第一节智能控制学术会议，讨论的主题是：智能控制的原理和系统结构。一般来说，这个会议，标志着现代控制理论的形成。会议至今将近25年了，某些理论还在探索发展阶段，有的理论已经应用。自从维纳创立控制论以后，自动调节理论经历了两个发展阶段&&经典控制理论和现代控制理论。而所谓的经典和现代的划分也不是完全不变的。现在所普遍应用的自动调节，已经在你不知道的时候的地方，加入了一些现代控制的理念和方法。有些现代控制理论已经&随风潜入夜，润物细无声&了。
　　2-16 先进控制思想科学发展现在这个水平，有许多方法或者产品，我们明明白白感受到了科技的力量。比如计算机、手机，比如自动调节系统。自动调节系统的发展过程中，我们往往感受不到他发展的速度。因为我们身在其中啊。有些所谓先进的控制思想，早就应用到我们生产实践中了。
　　比如说吧，离散控制。名字听着似乎很时髦很先进。它的本质就是让调节器的输出不是一个固定的量。偏差变化了，调节器该怎么调节？调节器的最直接的输出不是直接发出一个开度的量，而是发出一个在上一时刻的开度下改变多少的量。
　　打个比方：水位测量范围是50~150mm，比例带为100，第一个周期检测到水位是100mm，此时排水阀假设开度为50%。第二个检测周期内，调节器检测到当水位升高到101mm，此时调节器的输出为：
　　T（out）= 50+(101-100) 1/&投自动之前，调节器输出始终跟踪阀门开度。自打投自动的那一刻起，那一刻的阀门开度被记录，以后下一时刻运算的值，在被记录的值上累加，以后每一时刻都是累加上一时刻的值。
　　下面要认真介绍几个先进控制思想：
　　一、 神经网络控制这个系统表述起来比较麻烦。也有人叫它神经元控制。
　　他的成长也经历过波折。
　　20世纪40年代心理学家Mulh和数学家Pitts提出了形式神经元的数学模型，后来不断补充完善。1969年他遭受了一个打击：两个数学家从数学上证明它有很大的局限性，甚至可以说是无解的。一下子弄得研究人员灰头土脑的，都没精神了。研究停顿下来。1982年有人用&能量函数&的概念拯救了神经网络控制。一直到现在，该思想方法不断取得进展。
　　从上面的情况来看，有人说数学是一切学科的工具，这句话真不假。各种先进控制法从诞生到发展，都离不开数学的影子。可咱们所讲的经典控制PID控制法，似乎与数学无关吧？不是的，息息相关。经典控制法其实完全离不开数学模型，本文前面之所以没有很多数学的影子，是因为咱们是在别人建立模型的基础之上的应用。包括下一章所要讨论的电厂各个实际自动调节系统，都离不开当初数学模型的建立或者指导。还有些情况下，我们能够给控制策略进行修改添加，能否成功，数学上都能够找到依据。
　　总的来说，神经网络控制是模拟生物感知控制。它将每个信号进行加权运算和小信号切除后，进行层运算，最终多路输出。并行计算、分步信息储存、容错能力强是它突出的优点。& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 二、 模糊控制在前面咱们提到过，骑自行车是模糊控制。什么叫做模糊控制呢？
　　PID调节是精确调节，它清楚地知道调节的目标（设定值），和下达命令的大小（执行机构开度）。对于有些系统来说是很必要的。比如火电厂主汽温度调节，我们需要尽可能高的温度，以提高蒸汽的做功能力，增加热效率；同时又不让蒸汽温度过高，蒸汽温度过高管道就会变软，耐压就会降低，专业名词叫做产生&高温蠕变&。为了兼顾经济性和安全性，咱们可以精确的给蒸汽温度一个设定值，尽力让温度保持在这个设定值周围。如果自动调节不好用，温度波动大，设定值就要降低，防止温度过高；如果自动调节效果好，设定值可以适当提高。而有的系统不是这样的。比如水位控制，高一点低一点都无所谓，误差几十毫米对系统影响不大。可是传统的PID控制必须要有一个明确的设定值，超出设定值的波动都要进行调节。这样就产生了调节浪费。还有的系统，在一定范围内可以缓慢调节，超出一定范围的时候需要急剧调节，这些问题，传统的PID调节有它不太擅长的地方。模糊控制就是专门针对这种情况设计的。
　　模糊控制诞生于1965年。创始人是美国（又是美国！）的扎德教授（L.A.Zadeh）。老外把模糊控制叫做Fuzzy，最初咱们国家翻译的时候，根据音译也有人叫&乏晰控制&&&缺乏明晰的控制。
　　在上世纪90年代的时候，我自己根据模糊控制的原理编辑了一个低加水位控制程序。火电厂热控的人员都知道，低加水位控制应该算是最简单的控制了。我把水位模糊化为安全区、调节区、危险区三个区域，又把水位波动的趋势模糊化为缓慢、中速、急剧三个层次，再把输出调节划分为细调、匀调、大幅度调节三个阶段，经过复杂的调节策略，最终实现了模糊控制。水位不高不低的时候，不调节；水位小波动也不调节；水位快速波动的时候快速调节；急剧波动的时候急剧调节。
　　正当我在欣赏自己的成绩的时候，突然发现：一个PID调节中，再简单不过的调节系统，用模糊控制就需要至少7个参数，串级系统需要十几个参数，控制策略又这么复杂，还不把人给累死啊！这个参数是我自己整出来的，估计每个人整出来的也会不一样。但是有一点是相同的：控制策略很复杂，调节参数又多。
　　因为模糊控制对精细调节的优势不明显，后来又诞生了模糊+PID控制，精细的区域用PID调节，之外用模糊&&绕了一个大弯，又回到了PID。当初&&.
　　如果说它对危险区域（大幅度偏离设定值）的控制有优点的话，那么前面咱们提过的PID输入偏差加平方运算似乎也可以达到这个目的。
　　恩，模糊控制有它的优点，可是它的缺点也太明显了。控制策略很复杂。
　　05年的时候，我见到了自动专家张鼎燕老师。向他请教当前眼花缭乱的先进控制的优缺点。他说先进控制，尤其是模糊控制，日本研究比较好，应用的也多。他曾经跟一个日本控制专家讨论：模糊控制和传统控制比起来，优越性是PID不可替代的么？日本专家回答：最终还是离不开传统的PID控制的。
　　PID调节方法表述这么的简单，应用范围这么的广，调节效果又非常的好，她几乎深入到了工程控制的犄角旮旯，目前没有任何一种方法可以完全替代它。她又是那么的迷人，她的脸庞谁都能看到，似乎触手可及，真要触摸一下却需要你费尽心机；她的思想一目了然，真要深刻领会却需要你去仔细研究探讨。她深邃的眼神在看着你，你想拥有她么？你想了解她思想么？只要得到了她，在工程控制领域你几乎可以所向披靡。她是小姑娘，她的心思需要你耐心的琢磨；她是女神，她有着深刻的魅力；她是电脑游戏，可以吸引着你离不开她；她是通向成功控制的加权值，加权值等于&&你想要多少？
本网站试开通微、小企业商家广告业务；维修点推荐项目。收费实惠有效果！欢迎在QQ或邮箱联系！
【内容导航】
试试再找找您想看的资料
资料搜索：
查看相关资料 & & &
　　　同意评论声明
　　　发表
尊重网上道德，遵守中华人民共和国的各项有关法律法规
承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任
本站管理人员有权保留或删除其管辖留言中的任意内容
本站有权在网站内转载或引用您的评论
参与本评论即表明您已经阅读并接受上述条款
ziyue 发表于 谢谢各位楼主的无私奉献，学习了！
谢谢各位楼主的无私奉献，学习了！
copyright & &广电电器(中国梧州) -all right reserved& 若您有什么意见或建议请mail: & &
地址： 电话：(86)774-2826670&